G3UUR式水晶定数測定治具の製作

　新しい年に入って、あっという間に１月も終わろうとしています。このところ年を重ねるごとにブログのアップ件数が少なくなってきていますので、今年はこの傾向に少しでも抗えるよう、元気を出していこうと思っています。

　さて、このところ時々ではありますが、古い短波受信機を引っ張り出して、リペアし、海外放送やアマチュア無線などを聴いていますが、自分でも本格的な短波受信機を作ってみたくなりました。

　写真は、クリスタル発振子（以下クリスタル）で、水晶を薄くスライスしたものに電極を蒸着してあり、水晶の厚さと大きさによって、一定の周波数で振動するものです。

　このクリスタルを使って極めて優秀なバンドパスフィルターを作ることが出来るのです。

　

　写真は、クリスタルを４個使った市販品で、右上はその性能を示します。

　中心周波数は、9.001500MHｚで、その通過バンド幅は2.9ｋHz（-６ｄB)、14ｋHz（-60dB)と極めて狭いものです。

　こういったものを自作しようというのです。

　たとえば、クリスタルを４個使ったフィルターの回路図は右図のようになりますが、目的とするフィルターの特性に合わせコンデンサC1～C7の値を決める必要があります。

　そのために良く用いられているのが、Crystal Ladder Filters for All (QEX – November/December 2009  page14)で紹介されている、クリスタル・ラダーフィルタープログラム ”Dishal”です。

　このプログラムを使えば比較的容易にクリスタル・ラダーフィルタを設計できるのですが、そのためには左図中の赤線で囲った３個の水晶定数、すなわちＬｍまたはＣｍ、Ｃｐそしてｆｓが必要なのです。

　そして、これらの定数を実験で得るための回路がG3UUR (David Gordon-Smith氏)によって開発された、G3UUR式水晶定数測定治具なのです。

この回路図におけるCpは470pF、Csは22pFとして作成しました。

　右写真は両面ガラエポ基板の上に作成した、G3UUR式水晶定数測定治具です。

　トランジスタはオリジナルに敬意を表して3N3904を使用しましたが、2SC1815のようなものでもOKです。

　クリスタルのフォルダーはブレッドボードの一部を切り出して使用してみましたが、なかなか良好です。

　ここで注意するのは、クリスタルに直列に入るコンデンサの容量は、22pFではなく、回路図中に赤丸で示した点とGNDの実測容量で、今回は25.85pFでした。

　G3UUR式水晶定数測定治具の使い方は、電源に直流12Vを接続し、できるだけ精密な周波数カウンタを出力端子に接続します。

　次いでクリスタルを端子に差し込み、スライドスイッチのON-OFFそれぞれの周波数を測定し、記録します。

　またあらかじめ別途LCRメータでクリスタルの容量を測定しておき Cp とします。（左写真）

　ということで、右の数式でCmを計算します。

　ここで 

Cs+Co は前述した、25.85pF、

 f は治具でスライドスイッチをショートした時の周波数で前述の fs と同じ、

Δf はスライドスイッチをショート・オープンの周波数の差です。

　以上でクリスタル・ラダーフィルタの設計ができるようになりました。

　実際に試作したらまたブログにアップします、、、、